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  •  摘要:近年来,我国的各行各业建设迅速,在目前工业生产及生活实践过程中,隔爆电机有着十分广泛的应用,并且在实际应用中具有不可替代的价值及意义,因而需要确保隔爆电机应用的合理性及科学性。本文就隔爆电机结构设计相关注意事项进行分析,从而使隔爆电机结构设计得到更加合理的效果,满足实际需求。

    探析隔爆电机结构设计改进措施

    关键词:隔爆电机、结构设计、改进措施

    引言

    防爆电机作为主要的动力设备,通常用于煤矿井下,驱动泵、风机、压缩机和其他传动机械等。本文结合国家标准及机械设计基础要求,浅谈此类电机结构尺寸、承压、冷却三个方面设计时注意事项。防爆电机在分类中应该按照电机类型、应用场所、防爆原理以及主机和用途来进行划分,它与普通电机的不同之处在于,它多了一个防爆标志,也就是 Ex标志。

    1防爆电机发展趋势分析

    机电一体化技术是以微电子为主导的多种新兴技术与精密机械融合的综合性高技术。与防爆电机密切相关,需求量较大的机电一体化产品为变频调速防爆电机。国外防爆电机制造厂,充分吸收普通电机的先进的制造工艺,在铸造、冲压、金加工、绝缘处理等各方面,采用先进的技术与设备,确保加工质量。在生产中较多地采用自动检测技术,保证零部件的质量。根据环保指标要求,设计开发高效节能产品现代防爆电机几乎都是节能产品。美国从节省能源出发,强调电机提高效率,发展超高效率电机,把节约电能列入国家的法规。不仅如此,以环保指标作为开发新产品的要求,大力降低噪声。节能和环保将成为防爆电机行业的主流。

    2隔爆电机结构设计中的相关注意事项

    2.1隔爆电机尺寸设计中有关注意事项

    在隔爆电机的结构构成中,隔爆接合面属于十分重要的组成部分,就目前而言,其主要包括圆筒形、平面性以及止口形,同时,由于隔爆电机自身特殊性,其中还存在转轴接合面。在对隔爆电机接合面进行设计时,需考虑的要素主要包括三个方面的内容,即宽度、间隙及粗糙度三个方面,其具体设计分析如下。

    首先,对平面接合面合理设计:对于隔爆电机中的平面接合面,一般而言,都是在各个部分的对接中进行应用,其中包括线盒盖与接线盒对接,端子板与出线孔之间对接,还有变频壳体与电机壳体之间对接。在当前大中型隔爆电机的加工过程中,对于其中的外壳平面接合面,在实际加工中,选择的工艺基本上都是铣镗工艺,磨削工艺虽然有所应用,但是,比较少。在该接合面实际设计中,对于其粗糙度,通常都将其确定为3.2um,而设计平面度的公差通常都使其处于0.2mm内,同时,对于其设计精度,相比标准精度一般都会设置的比较高,其原因就是在实际加工中即便精度存在一定偏差,也可以符合国家有关标准。

    其次,对圆筒接合面合理设计:就当前隔爆电机中的接合面结构而言,圆筒接合面也是比较重要的一种类型,这种类型接合面的安装位置主要是电缆连接器,也会安装在接线端子中。对于圆筒接合面设计,如果实际设计中会涉及到密封槽,则在尺寸的计算中,需要将槽宽去除,同时,需要注意被槽隔断部分,其宽度可以相加。在目前的隔爆电机结构组成中,圆筒接合面主要就是在电缆连接器中进行安装,还有在接线端子中的安装。在圆筒形接合面的设计过程中,若其中包含密封槽,则密封槽槽宽不能计算在之内,且对于被槽隔断部分,其宽度也能够进行相加。对于圆筒形接合面,在各种加工方式中,最经济合理的一种为车加工,但需要注意精度的控制,以保证加工质量。

    止口接合面设计:对于隔爆电机结构设计而言,在端盖及轴承端盖的安装方面,通常都会选择止口结合方式,但在这一过程中需要注意的一点就是,对于止口圆筒部分,若其间隙设置缺乏合理性,则会出现被倒角隔断情况,此时,只需计算平面接合面宽度及距离。但是,需要对接合面距离进行控制,若过小,或者与圆筒接合面之间存在隔断,则只需要对圆筒接合面宽度进行计算即可,从而保证其设计合理性。

    转轴接合面设计:在当前的隔爆电机结构中,转轴接合面属于比较特殊的一种类型,其实际上属于圆筒接合面中的一种,但与普通圆筒接合面不同的就是对转轴接合面的设计,应保证其不会被磨损,这样才能够实现其更好的应用。

    2.2隔爆电机冷却设计中的有关注意事项

    隔爆电机的冷却设计中,其主要内容就是对电机水道进行合理设计,就目前的防爆电机应用而言,电机水道主要包括两种形式,即折返式水道与螺旋式水道两种。首先,折返式水道结构设计:在实际加工过程中的形式主要包括两种,一种方式就是利用数控镗床在厚壁外壳上直接将折返水道切削出来,在此基础上在外部利用钢板实行焊接,对于这种加工方式而言,所表现出的优点是水道相对比较光滑,存在的水阻相对比较小,对于相邻两水道而言,并不会出现串水状况,因而可以增强冷却效果。但这种方式也存在一定缺陷,主要体现就是效率相对较低,且编程较烦琐,工艺成本相对比较高;

    对于螺旋式水道而言,主要就是选择筋板在筒体外周实行焊接,从而隔开折返连续水道,然后实行盖板焊接,该方式优点为工艺比较简单,缺点就是质量受人为因素影响比较大,同时,焊道水阻也很大,很可能会有结构状况出现,对于水道畅通会产生影响。对于螺旋式水道结构,在设计过程中,常见的方法主要包括两种:其一为盖板设计,其二为套接外壳设计。然而,对于螺旋式扣接盖板而言,其操作相对比较困难,通常都不选择这种方式,主要就是应用过盈热套外壳方式。在实际设计过程中,应当对材料线胀系数及实际温度注意,计算外壳直径的胀出尺寸,所设计的过盈量应当比较大,以避免相邻两水道之间有串水情况发生。在这一结构中,其水道阻力较小,所产生的冷却效果比较理想,但缺陷也比较明显,即水道中的水压一旦过高,则会造成外壳胀包情况出现,在内外壳间存在间隙,导致无法对外壳进行修复,最终报废。所以,一般在进水口位置会进行减压阀的设置,确保正常运行。

    2.3防爆电机转轴密封结构

    电机转轴贯通处的密封设计是该电机防护等级达到IP65的关键点。通常对该密封的设计都是采用迷宫回路的结构,使用迷宫环与外壳形成曲折通道,在轴向上保持0.5mm的间隙,径向上保持0.2mm的间隙,使粉尘难于沿该通路进入电机内部。但是,该种结构由于加工困难,装配精度要求高,对于小电机轴向无定位时,轴向间隙很难得到保证。容易产生迷宫环与电机端盖相擦的故障,因而有一定的局限性。

    为解决此问题我们在此提出了一种新型密封设计。本设计采用轴面油封与骨架型油封的组合来解决IP65所规定的防护要求,利用轴面油封的旋转特性及骨架油封的静止特性,分别与端盖及轴构成一个2级迷宫结构,可有效的保证电机在旋转与静止状态都可以满足IP65的要求。轴面油封内圈与转轴通过过盈配合紧密结合在一起,可以有效地防止水和粉尘通过轴进入电机,外圈与端盖小间隙配合,内衬橡胶圈静止时与端盖内端面接触,可以把大部分水及粉尘挡在电机之外。骨架油封外圈与端盖紧密结合在一起,内圆油封唇口与转轴抱紧,这样有效地防止液体与粉尘进入电机内部。通过两道密封的组合能较好地满足IP65的要求,且此种设计对加工及装配的要求不高,对轴的窜动要求也不高,具有良好的实用性。

    结语

    在当前隔爆电机实际应用过程中,为能够使隔爆电机的应用取得理想的效果,十分重要的一个方面就是需要对其进行结构设计,使其结构更加科学合理,为隔爆电机的更理想应用提供较好基础与支持。所以,隔爆电机设计人员应当对隔爆电机结构设计加强重视,并且要把握各个方面设计中的注意事项,从而使隔爆电机结构设计取得更满意的效果,实现其更满意应用。

    参考文献

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    [2]王立臣.隔爆型电机接线腔连接件结构分析及注意事项[J].电气防爆,2015(02):18-20.

    [3]范伟,倪俊芳.隔爆电机隔爆结构研制[J].电工电气,2012(08):55-57.